1.2.1微生物的培养技术及应用课件-高二生物人教版选择性必修3(共35张PPT)

(共35张PPT)
微生物 代谢类型 生物分类 发酵产品 分布 温度 对氧的需求
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
异养厌氧型
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量
酶
乳制品的发酵、
泡菜的制作
异养兼性厌氧型
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
酶
酿酒、制作馒头和面包等
异养需氧型
C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2CO2＋2H2O
酶
酶
C2H5OH ＋ O2
CH3COOH ＋ H2O
可用于制作各种风味的醋
细菌
原核生物
真菌
真核生物
细菌
原核生物
空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内
30-35℃
18-30℃
常温
前期需氧，
后期不需氧
一直需氧
密闭不需氧
发酵微生物及特点
含糖量较高的水果、蔬菜表面
空气中
微生物的发酵反应式
泡菜制作：
果酒制作：
果醋制作：
第2节 微生物的培养技术及应用
一 微生物的基本培养技术
第1章 发酵工程
高压蒸汽灭菌
液体培养基
在制作过程中有杂菌混入
制作用具和原料灭菌
接种纯的菌种
控制发酵条件
思考1：失败的原因是什么？
思考2：怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？
从社会中来
实验室培养微生物的条件:
研究和应用微生物的前提
——防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物
——培养基
——无菌技术
1.要为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件；
2.要确保其他微生物无法混入
3.将需要的微生物分离出来
——纯培养
相关信息
包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。
微生物
1.概念：
难以用肉眼观察的微小生物的统称。
2.类型：
SARS病毒、新冠病毒等RAN病毒；噬菌体等DNA病毒
注:本章提及的微生物主要是指用于发酵的细菌和真菌
一、培养基的配制
1.培养基的概念:
3.培养基的类型：
固体培养基
液体培养基
加入凝固剂(如琼脂)
2.培养基的作用:
人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其_________的营养基质。
营养物质
生长繁殖
用以 微生物或 。
积累其代谢物
半固体培养基：观察微生物的运动、分类鉴定
培养、分离、鉴定、保存
扩大培养
工业生产
分离、计数、
鉴定等
分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
放线菌
念珠菌
霉菌
酵母菌
4.菌落
不同菌落的形状、大小、颜色等不同，菌落是鉴定菌种的重要依据。
划分 培养基种类 特点 用途
物理 性质
化学 成分
目的用途
不加凝固剂
加凝固剂，如琼脂
工业生产
观察微生物的运动、分类鉴定
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种
含化学成分不明确的天然物质
工业生产
培养基成分明确
分类、鉴定
在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长
培养、分离出特定微生物
在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物
鉴别不同种类微生物
选择培养基
液体培养基
半固体培养基
固体培养基
天然培养基
合成培养基
鉴别培养基
补充资料：培养基的类型及用途
①碳源：
无机碳源
有机碳源
例如CO2、CO32-、HCO3-等
例如葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等
无机氮源
有机氮源
例如N2、NO3-、NH3、NH4＋等
例如牛肉膏、蛋白胨、尿素等
提供碳元素的物质
提供氮元素的物质
②氮源：
一般情况下，添加无机碳源培养基用来培养自养微生物；
添加有机碳源培养基用来培养异养微生物。
（1）主要营养物质：
碳源、氮源、水、无机盐
③无机盐：调节酸碱平衡、维持一定的渗透压
4.培养基的成分：
牛肉膏、蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质
牛肉膏
蛋白胨
1.对异养型微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。
2.无机氮源不但能给自养型微生物提供氮源，也能作为能源物质，如NH3既作为硝化细菌的氮源，也作为能源。
（2）还需满足微生物对 pH、特殊营养物质、O2的需求
主要指生长因子：维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等
微生物 培养基需要的特殊物质或条件
乳酸杆菌
霉菌
细菌
厌氧微生物
添加维生素
调至酸性
调至中性或弱碱性
提供无氧的条件
一、培养基的配制
二、无菌技术
获得纯净的微生物培养物的关键是 。无菌技术主要包括 。
防止杂菌污染
消毒和灭菌
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行 。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行 。
注意事项：
实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品 。
为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在
。
清洁和消毒
灭菌
酒精灯火焰附近进行
相接触
1.消毒和灭菌工作主要包括两方面：
①消毒
类型 适用范围 操作方法
消 毒
灭 菌
使用较为温和的物理、化学等方法杀死物体表面或内部一部分微生物
使用强烈的理化方法，杀死物体内外所有微生物，包括芽孢、孢子
煮沸消毒法
日常用品
100 ℃煮沸5～6 min
巴氏消毒法
适用于牛奶、果汁等不耐高温的液体
62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min
化学药物消毒法
生物活体、水源等
擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源
紫外线消毒法
紫外线照射30 min
灼烧灭菌
微生物的接种工具，如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具
直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
干热灭菌
耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿（如吸管、培养皿）、金属用具等
物品放入干热灭菌箱,
160～170 ℃加热2～3h
湿热灭菌
其中高压蒸汽灭菌效果最好，适用于培养基、无菌水等
高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121 ℃,15～30 min
接种室、接种箱，超净工作台
无菌技术
▲芽孢和孢子：
芽孢：某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成的休眠体
孢子：某些生物（细菌、原生动物、真菌和植物等）的繁殖体
芽孢和孢子具有高度的耐热性，可抗化学药物和抗辐射
知识拓展
灭菌
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
接种环灼烧灭菌
注意：
①使用前必须先把锅内的水加热煮沸，将锅内冷空气排尽，才能达到预设的压力和温度。
②灭菌完成时，待锅内压力自然降到０时，再打开气阀。
P10旁栏思考2：无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？
还能有效避免操作者自身被微生物感染。
培养基的类型
培养基的营养物质
常用的消毒方法
常用的灭菌方法
微生物的基本培养技术
培养基
无菌技术
煮沸消毒
巴氏消毒
化学药物消毒
紫外线消毒
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
基本成分：碳源、氮源、水、无机盐
特殊需求：维生素（如乳酸杆菌）等
按物理性质划分
按化学成分划分
按目的用途划分
课堂总结
某人利用乳酸菌制作泡菜时,因操作不当,泡菜腐烂。下列相关叙述错误的是(　　)
A.根据物理性质划分，该培养基属于液体培养基
B.微生物无法在该培养基表面形成肉眼可见的菌落
C.根据培养基的配方可知，该培养基培养的微生物的同化类型是异养型
D.固体培养基中加入少量水即可形成液体培养基
成分 NaNO3 K2HPO4 MgSO4·7H2O （CH2O） 蒸馏水
含量 3 g 1 g 0.5 g 30 g 定容至100 mL
D
1.下列有关CO2为碳源的自养微生物所需营养物质的描述中，错误的是(　　)
A.铵盐和硝酸盐等无机氮为该微生物提供必要的氮元素
B.碳源物质也是该微生物的能源物质
C.水、无机盐也是该微生物不可缺少的营养物质
D.琼脂不是该微生物的营养要素之一
B
2.培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌或消毒方法分别是（ ）
①化学消毒法 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌
④紫外线消毒法 ⑤湿热灭菌 ⑥巴氏消毒法
A. ⑤③②①④⑥ B.①②③④⑤⑥
C.⑥②③④①⑤ D.③②④①⑥⑤
A
1.相关概念
2.微生物纯培养的步骤
(1)培养物：
(2)纯培养物：
(3)纯培养：
获得 的过程。
三、微生物的纯培养
在微生物学中，将接种于 内，在合适条件下形成的含 的群体。
由 所获得的微生物群体。
纯培养物
培养基
特定种类微生物
单一个体繁殖
配制培养基
灭菌
接种
分离
培养等
微生物群
分散
单个微生物
繁殖
单菌落
(1)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。
(2)单菌落：一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
(3)获得单菌落的方法：
1.实验原理
酵母菌的纯培养
探究 实践
稀释涂布平板法、平板划线法。
酵母菌培养液、马铃薯、葡萄糖(或蔗糖)、琼脂、蒸馏水、天平、小刀、纱布、烧杯、锥形瓶、棉塞、牛皮纸(或报纸)、皮筋、培养皿、接种环、酒精灯、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、干热灭菌箱和恒温培养箱等。
2.目的要求
3.材料用具
(1)学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板。
(2)学会进行无菌操作。
(3)尝试通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落。
4.方法步骤
配制
培养基
称取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖(也可用蔗糖代替)、15～20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml。
灭菌
将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在压力为100kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15~30min。将5～8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱内，在160～170℃灭菌2h。
倒平板
待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
(1)制备培养基
接种和分离酵母菌
培养酵母菌
制备培养基
倒平板注意事项：
①温度：50℃左右；
②操作：在酒精灯火焰附近；
③冷凝后平板倒置。
倒平板具体操作步骤：
防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染
避免杂菌污染。
温度过高容易烫伤，低于50℃琼脂会凝固。
防止瓶口微生物污染培养基
(2)接种和分离酵母菌
平板划线法
通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。
连续划线法
分区划线法
①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红
②在火焰旁冷却接种环，拔出酵母菌培养液试管的棉塞
④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液
⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖。
⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞
③试管口通过火焰
⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。注意不要将最后一次的划线与第一次的划线相连。
平板划线的具体操作步骤
第1区划线
接种环灭菌
第2区划线
接种环灭菌
第3区划线
接种环灭菌
接种环灭菌
分区划线法
1
2
3
4
5
注意事项:
①接种环只蘸一次菌液,但要在培养基不同位置连续划线多次②划线首尾不能相接(最后一次不要与第一次相连)
③每次划线前接种环进行灭菌
④划线后,培养皿倒置培养
(划线区域有5个，接种环灼烧灭菌次数是6次)
1.在灼烧接种环之后，要等其冷却再进行划线，目的是什么？
避免接种环温度过高，杀死菌种。
划线后末端含有的细菌数目较少，每次从上一次的末端开始划线能使细菌的数目随划线次数的增加而逐渐减少，最终分散成单个细胞。
最后一次划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如果与第一次划线相连则增加了细菌的数目，达不到纯化的效果。
3.为什么最后一次划线不能与第一次划线相连？
2.除第一次划线外，每次划线都从上一次划线的末端开始，目的是什么？
思考:
4.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
灼烧时期 目的
蘸取菌液前
每次划线前
划线结束后
及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者
杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来自上一次划线的末端
避免接种环上可能存在的微生物污染菌种
完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入 28℃ 左右(培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异)的恒温培养箱中培养 24~48h。
(3)培养酵母菌
划3个平板(重复实验)和1个不划线(空白对照)
5.怎么判断培养基配制是否合格
未接种的培养基在恒温箱中保温一段时间后，如果无菌落生长，则说明培养基配制合格。
思维训练
评估论点的可信程度
评估“水果酵素”的功效是否真实？
所谓“酵素”，就是“酶”的另一种说法。“酵素”制作就是利用微生物进行无氧呼吸的原理，进行像制作泡菜一样的发酵。 这样制作的“酵素”中可能有糖类(包括-些简单的糖和膳食纤维等)、蛋白质(包括多种酶)、有机酸等成分，不存在它独有的、特殊的营养物质，其中甚至可能含有微生物发酵产生的有毒物质，食用后可能会危害人体健康。因此，“吃水果酵素可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力”的论点值得怀疑。
1.在微生物的实验室培养中，下列各项操作不需要在无菌条件下进行的是（ ）
A.配制培养基 B.倒平板
C.接种 D.培养
B
课时作业P112
2.(不定项选择)将马铃薯去皮切块,加水煮沸-定时间,过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加人一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌,得到M培养基。下列有关叙述正确的是（ ）
A. M培养基是固体培养基,可用于菌种的筛选和纯化
B.制备培养细菌的培养基时应将pH调至酸性
C. M培养基中马铃薯浸出液可为微生物提供无机盐
D.倒平板时，应将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙
ACD
练习册P15
一、概念检测
1.微生物的纯培养既需要适宜的培养基，又要防止杂菌污染。判断下列相关表述是否正确。
（1）培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利。（ ）
（2）消毒和灭菌的杀菌程度存在差异。（ ）
（3）微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物。（ ）
×
√
×
练习与应用（P14）
2.日常生活中保存食品的方法有哪些？这些方法是如何阻止或抑制微生物生长的？
日常生活中保存食品的方法有干制、腌制、低温储存等。干制可以降低食品的水分含量；腌制可以通过食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖；低温则是通过降低微生物的代谢速率来抑制微生物的生长和繁殖。
二、拓展应用
1.某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的培养基上轻轻按一下。然后用肥皂将该手洗干净，再将5个指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养24h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。请分析回答下列问题。
练习与应用（P14）
(1) 这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有______________。
培养皿和培养基
(2) “将指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的哪一步操作？
接种
（3）从实验结果来看,洗手后我们就能进行无菌操作了吗？操作时，我们可以采用
什么方法来避免手上微生物的污染？
通过实验结果可以看到，洗手后手上还有一些微生物，不能直接进行无菌操作。
可以通过用酒精棉球擦拭双手，或戴消过毒的手套等方法来避免手上微生物的污染。
2.某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中，并放置在摇床上培养，摇床转速分别为 210 r/min， 230 r/min和250 r/min。培养时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。请分析回答下列问题。
（1）摇床转速不同,意味着培养条件有什么不同？
二、拓展应用
意味着培养液中02含量不同。
练习与应用（P14）
（2）从图中数据你可以得出什么结论 其原因是
什么
培养液中02含量越高,酵母菌种群密度越大。
（3）为什么培养8h后，其中2个锥形瓶中酵母菌
的种群密度基本达到稳定
这时候已经达到了环境容纳量。
(1)在未接种的培养基表面是否有菌落生长 如果有,说明了什么
5.实验结果分析与评价
在未接种的培养基表面应该没有菌落生长，如果有，说明培养基被杂菌污染或灭菌不彻底。
可以在培养12h和24h后，观察菌落的大小、形状、颜色。培养24h后，菌落的大小、形状是否发生变化，菌落颜色是否加深，光泽度是否增加，等等
在接种酵母菌的培养基上可观察到单菌落。如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合酵母菌菌落的特点，则说明纯化酵母菌的操作成功；如果观察到了不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或者无菌操作不规范等原因引起的。
(2)在接种酵母菌的培养基上,你是否观察到了单菌落 这些菌落的颜色、形状和大小是否一致 如果你观察到了不同形态的菌落,你能分析出可能是由哪些原因引起的吗
(3)你是如何记录实验结果的 请与其他同学交流、互评。